L'utilisation de simulations dans le cadre d'enquêtes sur les accidents

John Clarkson
Membre, Bureau de la sécurité des transports
Kongsberg Users' Conference
Terre-Neuve-et-Labrador
le 18 septembre 2012

Le texte prononcé fait foi.

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Notes d'allocution pour la présentation

Diapositive 1 : Page titre

Diapositive 2 : Grandes lignes

Diapositive 3 : À propos du BST

Le Bureau de la sécurité des transports a été créé en 1990 lors de l'adoption de la Loi sur le Bureau canadien d'enquête sur les accidents de transport et de la sécurité des transports. Nous réalisons des enquêtes indépendantes menées par des experts sur certains événements liés au transport maritime, ferroviaire et aérien, ainsi qu'au transport par pipeline.

Un événement de transport peut être un incident ou un accident. En règle générale, les incidents mettent en cause des événements comme les pannes moteur et les risques de collision, alors que les accidents sont plus sérieux, mettant en cause des blessures graves, des pertes de vie ou des dégâts matériels importants. Les types d'événements à signaler sont définis pour chaque mode de transport dans le Règlement sur le Bureau de la sécurité des transports.

Nous comptons environ 230 employés répartis partout au Canada. Le Bureau est actuellement composé de cinq membres, dont un président.

Diapositive 4 : Mandat du BST

Le BST a pour mandat de promouvoir la sécurité du transport aérien, maritime et ferroviaire, ainsi que du transport par pipeline. Nous ne sommes pas un tribunal et nous n'attribuons ni ne déterminons pas les responsabilités civiles ou pénales. Nous ne sommes pas un organisme de réglementation et nous ne possédons pas de pouvoir d'exécution. De plus, nous n'enquêtons pas sur les événements militaires ou criminels.

Diapositive 5 : Bureaux du BST

L'administration centrale du BST se trouve à Gatineau, au Québec. Nous avons également huit bureaux régionaux à l'échelle du pays − de Vancouver à Halifax − ainsi qu'un laboratoire technique près de l'aéroport d'Ottawa. C'est « au lab » que s'effectue la majeure partie de notre travail de simulation, que je décrirai sous peu.

Diapositive 6 : Méthodologie du BST

Le BST est avisé de milliers d'événements chaque année, tant des incidents que des accidents. Après une première évaluation, la décision d'enquêter est fondée sur la possibilité de promouvoir la sécurité des transports − soit les leçons qu'on peut tirer de l’événement, s'il s'agit d'une nouveauté et le risque pour le réseau de transport canadien. En 2011-2012, nous avons entamé 60 nouvelles enquêtes sur quatre modes : marine, pipelines, rail et aviation.

Dans le cadre d’une enquête, les enquêteurs du BST déterminent les questions de sécurité en analysant les facteurs techniques, opérationnels et humains liés à l’événement. Ils déterminent ensuite les conditions et les gestes dangereux, ainsi que les autres facteurs sous-jacents qui pourraient avoir des conséquences sur la sécurité. Ensuite, ils évaluent les risques et analysent les dispositifs de sécurité en vigueur, ainsi que les autres options de contrôle des risques.

Un de nos objectifs est de partager, dans les plus brefs délais, des renseignements essentiels en matière de sécurité avec tous les intervenants, notamment les agents de changement de l'industrie, les organismes de réglementation et la population canadienne. Pour ce faire, nous avons recours à plusieurs types de communications (en plus des communiqués de presse, des rencontres individuelles ou des appels téléphoniques).

Les avis de sécurité et les lettres d'information sur la sécurité constituent une méthode pour informer l'industrie et les organismes de réglementation. Le Bureau peut également diffuser des préoccupations liées à la sécurité. Le Bureau réserve ses recommandations officielles aux problèmes systémiques plus compliqués.

Diapositive 7 : Avantages du logiciel de simulation

Depuis 1997, le BST utilise un logiciel de navigation qui contribue à la crédibilité des enquêteurs dans la détermination des causes et des facteurs contributifs. Le BST collabore étroitement avec certains fabricants et a personnalisé ce logiciel dans le but d'aborder des besoins particuliers. Le BST (Marine), accompagné d'autres organismes d'enquête, encourage les fabricants d'enregistreurs des données de voyage, par le biais des groupes de travail de la CEI et lors des comités de navigation de l'OMI (circ. 246 de l'OMI), à permettre à leur format breveté d'être lu par le futur logiciel de lecture pour enquête du BST et par d'autres outils dans le but d'analyser les données enregistrées, et ce, de façon à contribuer à l'évaluation des causes ayant mené aux accidents maritimes.

Notre contribution à l'élaboration d'un tel logiciel découle de notre intérêt à fournir au fabricant des caractéristiques techniques qui serviraient nos objectifs uniques, et ce, dans le but de lire les données de navigation et de communication en temps réel pour contribuer aux évaluations d'un événement. La possibilité d'utiliser pareille technologie à notre avantage, dans le but de faire progresser la sécurité des transports, a été imaginée par le personnel du secteur maritime, et la création de cet outil est devenue rapidement réalité.

Diapositive 8 : Types de simulations

Au BST, nous utilisons divers types de simulations. Nous pouvons, à l'interne, créer des animations, des simulations et des modélisations. Pour une simulation plein mouvement, nous faisons appel à un tiers.

Voici un exemple de modélisation dans le domaine maritime.

Diapositive 9 : Création de modèles mathématiques

La modélisation mathématique de navires − ou d’aéronefs et de la dynamique des trains – peut grandement contribuer à une enquête.

Avec l'appui de nos architectes navals, nous pouvons produire une réplique exacte d’un navire impliqué dans un accident maritime. Le travail comprend également de nombreux essais dans le but de s'assurer que les modèles sont exacts conformément aux caractéristiques de rendement du navire réel.

Diapositive 10 : Modèles (suite)

Le logiciel « Chantier naval virtuel » (« Virtual Shipyard »),  une fonction de Transas, est le résultat de nombreuses années de recherche réalisée par un groupe d'éminents architectes navals et hydrodynamiciens.

Lorsqu'un modèle mathématique est réalisé, il est validé à l'aide d’essais en mer en utilisant un simulateur de mission complète avec la participation de capitaines, d’officiers, de pilotes et d’architectes navals compétents. 

Notre bibliothèque de modèles de navires est plutôt grande et comprend des navires de différents tonnages, de diverses dimensions et de formes de coque, dont des porte-conteneurs, des pétroliers, des transporteurs de gaz, des bateaux de pêche, des navires à passagers, des traversiers et, enfin et surtout, des navires qui transportent des GNL/GPL qui effectueront des voyages au Canada au cours des années à venir.

Diapositive 11 : Création de milieux tridimensionnels

L'utilisateur choisit une région dans un inventaire de cartes vectorielles et configure le trait de côte pour assurer l'exactitude de l'aire spatiale créée.

Et le résultat est…

Diapositive 12 : Milieux tridimensionnels (suite)

… impressionnant!

Voici un modèle polygonal du relief créé automatiquement à partir de données de cartes.

Lorsque tout est rassemblé, on obtient un résultat très détaillé.

Diapositive 13 : Exemple 1 : Queen of the North

La nuit du 22 mars 2006, le traversier de passagers et de véhicules Queen of the North entre en collision avec la côte nord-est de l'île Gil, en Colombie-Britannique. Le navire subit d'importants dommages à la coque, perd la propulsion et dérive pendant environ 1 heure et 17 minutes avant de couler par 430 m de profondeur. Parmi les 59 passagers et 42 membres d'équipage à bord, certains demeurent sur le navire lorsqu’il coule. Il manque deux passagers après l'abandon, passagers qui ont depuis été déclarés morts.

La présentation que vous vous apprêtez à voir comprend une bande audio de cette nuit.

L'enquête du BST a permis de récupérer le disque dur d'un ordinateur de la passerelle. Ainsi, nous avons été en mesure de reconstituer la route du navire, ce qui s'est avéré très précieux pour nous aider à déterminer ce qui s'est passé, minute par minute, en comparant les déclarations des témoins aux données du navire.

Diapositive 14 : À quel moment est-ce utile? Toujours!

Au BST, l'utilisation de simulations suit de près le processus d’enquête et joue un rôle dans le cadre de chaque étape. Dans les premiers jours, lorsque nous sommes encore sur le terrain à recueillir des preuves et des faits, nous souhaitons savoir ce qui s'est passé. Plus tard, lors de la phase d'analyse, nous commençons à vérifier les hypothèses afin d'exclure celles en contradiction. Nous utilisons également les simulations pour aider à valider des idées au sein d'une équipe et avec des intervenants de l'extérieur. Une fois le rapport rédigé, nous devons communiquer le contenu à la population canadienne. Une image vaut bien mille mots, mais une simulation vidéo vaut mille images.

Analysons ces aspects un à un.

Diapositive 15 : Reconstitution (que s'est-il passé?)

Pendant que nous recueillons de l'information, nous déterminons ce qui s'est passé. La reconstitution nous permet de créer une représentation précise du scénario de l'accident. Par exemple, l’utilisation d’un enregistrement des données de vol ou des données d'un système de cartes électroniques permet de reconstituer le trajet d'un véhicule.

Ceci peut être complété par des renseignements supplémentaires provenant de diverses sources telles que les enregistrements vidéo et de la voix, les relevés de terrain, les déclarations de témoins, les photographies, les vidéos pour la photogrammétrie, etc.

La mémoire non volatile constitue un autre secteur technologique de plus en plus courant au sein des systèmes, et donc qui est plus utile pour nous.

Nous avons vu le Queen of the North. Prenons maintenant un exemple en aviation.

Diapositive 16 : Exemple 2 : Vol Cougar 91

Le 12 mars 2009, 18 personnes montent à bord d'un hélicoptère S-92 de Sikorsky en direction des plateformes pétrolières de l'Atlantique Nord. À 9 h 45 heure locale, 28 minutes après le décollage, l'équipage du vol 91 s'aperçoit soudainement qu'il y a un problème lorsqu'un message d'alerte rouge apparaît dans le poste de pilotage, indiquant une basse pression d'huile dans la boîte de transmission. Ce que l'équipage ignore, c'est que deux des trois goujons de montage de la cuve de filtre de la boîte de transmission sont brisés.

Lorsque ces goujons se sont brisés, l'huile de la boîte de transmission s'est échappée rapidement. Sans une quantité suffisante d'huile, les engrenages ont commencé à surchauffer, ce qui a finalement mené à la défaillance de l'engrenage qui faisait fonctionner le rotor de queue. Peu après la défaillance, le vol 91 s'est écrasé dans l'Atlantique, 11 minutes après le premier signe d'ennuis.

Ici, l'aéronef est en croisière à 9000 pi. L'équipage reçoit alors un avertissement au sujet de la perte d'huile dans la boîte de transmission principale, et l'animation le montre en gros plan. Le premier avertissement est suivi d'un second signe de problèmes 25 secondes plus tard, lorsque la pression d'huile chute sous les 5 lb/po².

L'équipage fait alors demi-tour et amorce une descente.

Alors qu'ils descendent, les membres d'équipage transmettent un signal de détresse (Mayday) et commencent à suivre les procédures d'urgence.

Nous allons maintenant faire un saut jusqu'au moment où l'hélicoptère est en palier à 800 pi et que l'équipage a mis le cap sur St. John's.

Tout à coup, un événement grave survient qui amène l'équipage à décider d'amerrir d'urgence, et qui fait en sorte que l'enregistreur des données de vol s'éteint. Nous avons été en mesure de récupérer des données d'autres systèmes à bord de l'appareil, ce qui nous a permis de mieux comprendre l'événement.

L'équipage avertit le contrôle de la circulation aérienne (ATC) qu'il amerrit et commande aux passagers de se préparer à amerrir.

L'appareil demeure en vol contrôlé au début de la manœuvre, mais le rotor de queue cesse de fonctionner lorsque les engrenages qui l'entraînent se brisent.

Vous pouvez voir le pignon du rotor de queue et les dents complètement désagrégées du pignon à la gauche.

L'équipage n'a eu d'autre choix que de couper les moteurs et d'entreprendre un amerrissage d'urgence sans moteur.

Les données recueillies s'arrêtent à 90 pi, alors que le taux de descente de l'appareil était de 2 300 pi/min. De cette hauteur, l'hélicoptère a chuté jusqu'à ce qu'il percute brutalement la surface de l'eau.

Le dispositif de flottaison d’urgence a été endommagé lors de l'impact, et l'hélicoptère a coulé rapidement.

Diapositive 17 : Vérification des hypothèses

Une fois qu'on sait ce qui s'est passé, il faut comprendre pourquoi. Les simulations peuvent nous aider à vérifier les hypothèses en lien avec des domaines d'intérêt particuliers. Par exemple, nous avons utilisé un simulateur d'aviation plein mouvement pour voir les conséquences au chapitre de la charge de travail d'une nouvelle technologie telle que les ATH (affichages tête haute).

La simulation aide également à aborder des questions telles que ce que les membres d'équipage ont vu sur le plan des instruments comme les commandes et affichages, ou encore ce qu'ils ont vu en matière d'indices visuels, tant internes (affichages tels que radar, systèmes de cartes électroniques, etc.) qu'externes.

La simulation peut également représenter un outil extrêmement précieux lorsqu’on vérifie des questions hypothétiques, surtout pour ce qui est des obstacles dans le champ de vision. L'événement ferroviaire de Brockville, dont on parlera sous peu, constitue un bon exemple. Dans ce cas, la simulation a permis à nos enquêteurs d'examiner l'événement sous divers angles, ce qui nous a aidés à visualiser les répercussions de changements de conception sur le plan de la visibilité.

Diapositive 18 : Exemple  3 : Accident à un passage à niveau (Brockville, Ont., 2005)

Le 17 février 2005, une jeune fille a perdu la vie et une autre personne a subi des blessures graves alors qu'elles traversaient des voies ferrées doubles près de leur école. Le BST a établi que les deux jeunes filles ont mis le pied dans la trajectoire du train qui roulait vers l'est alors qu'elles bavardaient et étaient probablement préoccupées par le passage du train se dirigeant vers l'ouest. Ce type d'accident s'appelle « collision mettant en cause un deuxième train ». Le rapport du BST révèle que le pourcentage de ce type d'accident est en hausse. À noter que ce type d'accident entraîne presque toujours des blessures mortelles. Si des mesures particulières visant à améliorer la sécurité des piétons aux passages à niveau à voies multiples ne sont pas prises, les risques inhérents vont subsister. Des accidents mettant en cause un deuxième train continuent de survenir, et ce sont surtout les enfants qui y sont exposés.

Diapositive 19 : Exemple 4 : Brockville (suite)

Voici le même accident, mais on a retiré un des bâtiments dans le but de démontrer à la fois un point de vue différent et un scénario hypothétique : que se serait-il passé en l'absence du bâtiment? Qu'auraient vu les gens?

Les deux jeunes filles auraient-elles vu l'autre train? Notre enquête a permis de conclure que oui, elles l'auraient probablement vu.

Vous pouvez constater qu'il s'agit d'un argument très convaincant au sujet de la conception des passages à niveau et de l'emplacement des bâtiments sur l'emprise.

Diapositive 20 : Parvenir à une compréhension commune

Une simulation peut également aider à valider des facteurs contributifs auprès d’intervenants internes et externes, ce qui est surtout le cas lorsqu'une enquête dépend d'éléments techniques plus faciles à comprendre lorsqu'on les voit.

La prochaine diapositive le prouve.

Diapositive 21 : Exemple 5 : Sea Urchin (2006)

En mai 2006, au mouillage dans la baie de Sept-Îles, au Québec, un exercice d'embarcation de sauvetage se déroule à bord du vraquier Sea Urchin. Lors de la récupération de l'embarcation de sauvetage de tribord qui comptait cinq personnes à bord, le mécanisme de largage du croc arrière s'ouvre. Le mécanisme du croc avant ne peut supporter toute la charge et s'ouvre également. L'embarcation, qui se trouvait à une hauteur de 11 m, tombe à la mer, la partie arrière en premier. Un des 5 membres d'équipage est blessé mortellement.

Vous voyez maintenant une animation du mécanisme de largage de l'embarcation de sauvetage.

Des aspects de cette présentation ont été montrés au fabricant, au représentant du P&I Club et à la société de classification. Une copie a également été envoyée à l'organisme de réglementation (TC) accompagnée d'un avis de sécurité.

Diapositive 22 : Exemple 6 : Concordia (2010)

Parvenir à une compréhension commune n'est pas uniquement important pour les fabricants ou les agents de changement. Cet objectif est également essentiel lors de l'interaction avec la population canadienne, dont la majorité ne possède pas de connaissances techniques. Notre mandat exige de publier des rapports, et les animations peuvent s'avérer très utiles pour aider la population à visualiser le scénario d'un accident.

Voici deux exemples pour lesquels l'animation rend explicitement ce qui s'est passé et les problèmes rencontrés. En ce qui concerne le premier exemple, les experts de la Direction de l'ingénierie du BST (laboratoire) ont réussi à réunir l'animation, la vidéo et les photographies de l'événement au moyen de plusieurs types de logiciels différents.

L'après-midi du 17 février 2010, le yacht-école Concordia s’est renversé et a fait naufrage après avoir été frappé par un grain de pluie au large de la côte du Brésil. La totalité des 64 personnes à bord, y compris l’équipage, les professeurs et les étudiants, abandonne le voilier au moyen de radeaux de sauvetage. Elles sont secourues deux jours plus tard par deux navires marchands, qui les amènent à Rio de Janeiro, au Brésil.

Vous constaterez que la simulation créée pour cette enquête a été utile à toutes les étapes de l'enquête. Elle nous a aidés à déterminer ce qui s'est passé, ainsi que pourquoi (validation des hypothèses) et également à communiquer les résultats aux intervenants.

Diapositive 23 : Exemple 7 : Mallorytown (2008)

Voici le deuxième exemple.

Le 15 juillet 2008, un train de voyageurs déraille dans le couloir ferroviaire achalandé entre Toronto, en Ontario, et Montréal, au Québec, après avoir heurté un camion gros porteur chargé immobilisé à un passage à niveau à Mallorytown, en Ontario. La remorque à faible garde au sol et le matériel qu'il transportait sont détruits. Le conducteur du camion s'en sort indemne. Le mécanicien qui est aux commandes et quatre voyageurs subissent de légères blessures.

On remarquera que l'animation comprend des photographies et des mesures de hauteur afin de communiquer clairement le problème.

Diapositive 24 : Résumé

Nous utilisons de plus en plus de simulations. Elles mettent en valeur les déclarations des témoins et nous permettent de les vérifier ou de les valider. Elles nous permettent également de vérifier ou de valider les scénarios (ce que nous pensons savoir), en plus de nous aider à mieux communiquer les idées aux intervenants et à la population canadienne.

Diapositive 25 : FIN